本發(fā)明涉及一種基于無線光通信的旋轉(zhuǎn)體和固定體之間的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，尤其涉及適用于工業(yè)CT系統(tǒng)和醫(yī)用CT系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)體和固定體之間的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
在工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中，有很多應(yīng)用場合需要將旋轉(zhuǎn)體上的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)焦潭w上，典型的應(yīng)用如在工業(yè)CT系統(tǒng)和醫(yī)用CT系統(tǒng)中，在對被檢對象進(jìn)行檢測時，需要實時地將旋轉(zhuǎn)體上檢測到的信息高速高可靠地傳輸?shù)焦潭w上。最初的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是通過電刷和導(dǎo)電環(huán)的方式來實現(xiàn)的，但由于旋轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)時電刷和導(dǎo)電環(huán)之間的接觸電阻值在不斷地變化，這種變化會產(chǎn)生很大的信號噪聲，從而降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，因此不能用來傳輸高速?shù)據(jù)信號。特別是在高壓環(huán)境下，旋轉(zhuǎn)體和固定體之間的高壓放電引起的高壓噪聲更大。另外，由于碳刷和滑環(huán)之間的接觸摩擦，也影響了數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的使用壽命。隨著具有多排X光探測器的高速工業(yè)CT系統(tǒng)和醫(yī)用CT系統(tǒng)在實際檢測中得到廣泛應(yīng)用，系統(tǒng)在單位時間內(nèi)采集到的檢測數(shù)據(jù)大大增加，采用碳刷和滑環(huán)接觸的方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸是越來越不可靠和理想的了。因此，業(yè)界提出了用無線電容耦合的方式來代替上述的碳刷滑環(huán)方式，但是無線電容耦合的電磁場比較容易受到外界電壓、電流和電磁場的干擾，因此高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性以及傳輸速率受到限制和影響。為了解決上述的問題，業(yè)界還提出了基于光學(xué)的信號傳輸系統(tǒng)，如在公開號為CN101006925A的專利申請中，公開了一種基于光纖的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中，在旋轉(zhuǎn)體上沿圓周方向固定若干個電光轉(zhuǎn)換元件(如激光二極管)和聚焦透鏡作為信號發(fā)射部分，在固定體上沿圓周方向設(shè)置一段有限長度的光纖束來接收發(fā)射部分發(fā)射的光信號并傳送到光電轉(zhuǎn)換元件，保證在實際工作中，至少有一束發(fā)射部分發(fā)射的光束能夠落在固定體上的光纖束上。在公開號為CN1989905A的專利申請中，同樣公開了一種基于光纖的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，與CN101006925A不同的是，這個專利申請中在旋轉(zhuǎn)體上只設(shè)置了一個電光轉(zhuǎn)換元件(如激光二極管)和聚焦透鏡作為信號發(fā)射部分，在固定體上沿圓周方向布滿光纖來接收發(fā)射的光信號并傳送到光電轉(zhuǎn)換元件。但上述這兩種系統(tǒng)都采用了較多的激光器或光纖，成本較高，實用性受到限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種基于無線激光通信的用于旋轉(zhuǎn)體和固定體之間的高速高可靠性數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，尤其適用于工業(yè)CT或醫(yī)用CT的滑環(huán)系統(tǒng)中，以實現(xiàn)將旋轉(zhuǎn)體上的檢測數(shù)據(jù)高速高可靠地傳輸?shù)焦潭w上。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)體和固定體之間的光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集機構(gòu)、多個光纖準(zhǔn)直鏡和數(shù)據(jù)接收機構(gòu)，所述數(shù)據(jù)采集機構(gòu)與多個所述光纖準(zhǔn)直鏡均設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體上，所述旋轉(zhuǎn)體為圓筒體，所述數(shù)據(jù)采集機構(gòu)通過光纖分別與多個所述光纖準(zhǔn)直鏡相連，將采集來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號通過光纖同時傳送至多個所述光纖準(zhǔn)直鏡，多個所述光纖準(zhǔn)直鏡沿一個圓周均勻地設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)體一個端面上，相鄰兩個光纖準(zhǔn)直鏡的中心之間的弧長所對應(yīng)的圓心角小于或等于所述數(shù)據(jù)接收機構(gòu)的有效接收范圍在所述圓周上的弧長所對應(yīng)的圓心角，所述數(shù)據(jù)接收機構(gòu)設(shè)置在固定體上，位于所述光纖準(zhǔn)直鏡所在圓周的正前方。優(yōu)選所述數(shù)據(jù)采集機構(gòu)包括X光發(fā)射裝置、X光接收裝置和數(shù)據(jù)采集裝置，所述X光發(fā)射裝置與X光接收裝置對稱地設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)周上，所述X光接收裝置將所述X光發(fā)射裝置發(fā)出的透過被檢測體的X光轉(zhuǎn)化成模擬電信號傳輸給所述數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置也設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體內(nèi)周上，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括電光轉(zhuǎn)換單元，所述數(shù)據(jù)采集裝置將傳輸來的模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號，并通過所述電光轉(zhuǎn)換單元將數(shù)字電信號轉(zhuǎn)換成光學(xué)電信號，通過光纖同時傳輸給多個所述光纖準(zhǔn)直鏡。優(yōu)選所述數(shù)據(jù)接收機構(gòu)包括聚焦透鏡、激光檢測器和圖像處理單元，所述激光檢測器設(shè)置于聚焦透鏡的焦點之處，所述聚焦透鏡設(shè)置在所述光纖準(zhǔn)直鏡所在圓周的正前方，到達(dá)所述聚焦透鏡接受范圍的所述光纖準(zhǔn)直鏡能夠?qū)⑤d有數(shù)據(jù)信號的光束照射到所述聚焦透鏡上，再通過聚焦透鏡將光線聚焦到所述激光檢測器上，通過所述激光檢測器將信號傳送給所述圖像處理單元。優(yōu)選根據(jù)所述聚焦透鏡的有效孔徑?jīng)Q定所述光纖準(zhǔn)直鏡個數(shù)與所述光纖準(zhǔn)直鏡所在的圓周的半徑本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)將旋轉(zhuǎn)體上的檢測數(shù)據(jù)高速高可靠地傳輸?shù)焦潭w上。不容易受到外界電壓、電流和電磁場的干擾，并且較少用地利用光纖等高成本設(shè)備，成本低，實用性好。由于本發(fā)明采用無線激光通信來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸，傳輸速率高、誤碼率低并且抗干擾能力強，滿足了工業(yè)CT或醫(yī)用CT中大數(shù)據(jù)量高速傳輸?shù)囊蟆８綀D說明圖1是本發(fā)明所提出的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的原理示意圖。圖2是圖1的俯視圖。具體實施方式如圖1所示，本發(fā)明所提出的無線激光數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)體110，數(shù)據(jù)采集裝置140，光纖準(zhǔn)直鏡150，固定體210，激光接收裝置220。其中，數(shù)據(jù)采集裝置140和光纖準(zhǔn)直鏡150都安裝在旋轉(zhuǎn)體110上，X光發(fā)射裝置120和X光接收裝置130相對，也安裝在旋轉(zhuǎn)體110的內(nèi)周上，旋轉(zhuǎn)體110的粗線圓周為旋轉(zhuǎn)體內(nèi)徑，細(xì)線圓周為旋轉(zhuǎn)體外徑，虛線圓周為光纖準(zhǔn)直鏡150中心旋轉(zhuǎn)時所形成的圓周，光纖準(zhǔn)直鏡150的個數(shù)取決于光纖準(zhǔn)直鏡150所在的圓周的半徑和聚焦透鏡221的通光孔徑，圖1中只示意性地畫出了兩個光纖準(zhǔn)直鏡150A，150B，并沒有完全畫出所有的光纖準(zhǔn)直鏡150，所有的光纖準(zhǔn)直鏡150的中心均位于此圓周上；激光接收裝置220由聚焦透鏡221和激光檢測器222組成，激光接收裝置220安裝在固定體210上，固定體210最外側(cè)的細(xì)線表示固定體210的框架。在CT系統(tǒng)的掃查過程中，旋轉(zhuǎn)體110由電機帶動旋轉(zhuǎn)，在圖1中沒有示出電機，X光發(fā)射裝置120發(fā)射X光并隨旋轉(zhuǎn)體110旋轉(zhuǎn)，所述的X光穿過位于該X光發(fā)射裝置120和X光接收裝置130之間的被檢對象并被X光接收裝置130所接收到，X光接收裝置130可以將接收到的X光的能量轉(zhuǎn)換為模擬電信號，該X光接收裝置130可以為單排或多排的X光探測器陣列。該X光接收裝置130與數(shù)據(jù)采集裝置140相連，并將檢測到的模擬電信號傳送到該數(shù)據(jù)采集裝置140，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換和相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理后轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號，在高速CT系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集裝置140一般還包括電光轉(zhuǎn)換單元，該電光轉(zhuǎn)換單元將數(shù)字電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字光信號并通過光纖傳輸給每一個光纖準(zhǔn)直鏡150。為了簡明起見，圖1中只示出了數(shù)據(jù)采集裝置140將數(shù)字光信號通過光纖傳輸給兩個光纖準(zhǔn)直鏡150A和150B。激光接收裝置220由聚焦透鏡221和激光檢測器222組成，激光檢測器222在聚焦透鏡221的焦點上。載有數(shù)據(jù)信號的光束照射到聚焦透鏡221上，由聚焦透鏡221將光線聚焦到激光檢測器222上。激光檢測器222再將接收到的信號經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換后傳送給圖像處理單元。圖2是圖1中所示的原理圖的俯視圖，圖2中的白色的光纖準(zhǔn)直鏡150是光纖準(zhǔn)直鏡150旋轉(zhuǎn)到某一個位置處時的狀態(tài)。如圖2所示，光纖準(zhǔn)直鏡150A發(fā)射激光信號，沿旋轉(zhuǎn)體110軸向發(fā)射到聚焦透鏡221上，由聚焦透鏡221聚焦到激光檢測器222的檢測面上。在光纖準(zhǔn)直鏡150A即將要旋轉(zhuǎn)出聚焦透鏡221的有效接收區(qū)域時，下一個光纖準(zhǔn)直鏡150B已經(jīng)旋轉(zhuǎn)到聚焦透鏡221的有效接收區(qū)域了，從而保證通信的不間斷性。光纖準(zhǔn)直鏡150的個數(shù)與光纖準(zhǔn)直鏡150所在的圓周的半徑和聚焦透鏡221的有效孔徑相關(guān)，在本實施例中聚焦透鏡的有效孔徑在旋轉(zhuǎn)圓(虛線所示)上覆蓋的圓弧段對應(yīng)的圓弧角是10度，那么光纖準(zhǔn)直鏡150的個數(shù)就是36個，以此類推，可以根據(jù)不同的半徑和聚焦透鏡221的有效孔徑確定不同個數(shù)的光纖準(zhǔn)直鏡150。以上對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實施例。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在權(quán)利要求書所記載的范疇內(nèi)，顯而易見地能夠想到各種變更例或者修正例，當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范疇。